检测灯丝折断的气体放电灯的操作装置

技术领域

本发明涉及到具有灯丝的一个或多个低压放电灯的操作装置。其中 特别涉及到检测电灯灯丝折断和关闭操作装置的电路。

背景技术

用灯丝构成的低压放电灯的寿命首先取决于灯丝寿命。如果灯丝被 耗尽，首先引起电灯电压升高随之而来在电灯灯丝区域引起不希望的 温度升高。在这个阶段电灯也常常显示出整流作用。最后灯丝折断， 这可以导致电灯操作装置的破坏和导致灯头的危险过热。为了电灯的 安全运行和为了保护操作装置已知一些关闭装置。

也已经显示出，监控灯丝的折断足够可以保证电灯操作装置的安全 运行。在已知的解决方法中，检测是否DC-试验电流可以流过准备试 验的灯丝(DE3805510)。这种方法的缺点是将试验电流附加在正常运 行需要的电流上和因此对于灯丝代表了附加负载。

使用AC-试验电流时是同样的。此外气体放电灯的电流输入只各 自经过灯丝的一个接头。灯丝的各个其他接头是由一个电容器(以下 被称为共振电容器)连接的。将这个共振电容器也常常使用于产生点 燃电压和因此表示了不附加部件费用。由灯丝电压发生器提供气体放 电电流。这个电流现在分为流过气体放电路段的一部分和流过共振电 容器的一部分。当灯丝折断时流过共振电容器地电流部分变成零。当 灯丝折断时对于关闭操作装置则必须监控流过共振电容器的电流。有 益的是这个电流的无电势处理。在文献US5,952,832中建议了一个变 压器，其初级线圈与共振电容器串联。在变压器的次级线圈上现在可 以将流过共振电容器的电流无电势处理。当然使用变压器意味着很大 的成本费用。

发明内容

本发明的任务是，通过共振电容器的电流无电势处理其目的是当灯 丝折断时尽可能便宜地提供操作装置的关闭。

一般来说操作装置包括一个交流电压发生器，将能量供应给负载回 路。在附图1上表示了这种装置的原理图。在交流电压发生器G的两 个端子上连接电灯阻抗线圈L1和电灯Lp的串联电路。为了连接电灯 Lp各自使用一个灯丝接头。在各个其他灯丝接头上连接了共振电容器 C1。如果将电灯用相应的负载电阻R1描述，则负载回路阻抗Z依赖于 综合频率s得出以下表达式： $Z\left(s\right)=\frac{R_1+s{L}_1+s^2{L}_1{C}_1{R}_1}{1+s{C}_1{R}_1}$

在附图2上将这个表达式的相位曲线表示在技术频率上面。参数是 共振电容器C1。其电容值为10nF或者10pF。R1的电阻为500欧姆 和L1各自的电感为2mH。500欧姆代表了小型荧光灯的有效电阻的典 型数值，而2mH代表了适于运行灯的电灯阻抗线圈的典型数值。适于 这个装置的共振电容器的电容数值为10nF。当运行频率为50kHz时按 照附图2得出负载回路阻抗的相位角大约为70°。如果现在灯丝折 断，则共振电容器与负载回路脱开。作为剩余电容原则上是由导线构 成的，其数值可以是10pF。当灯丝折断时按照附图2产生负载回路阻 抗的相位角大约为50°。为了按照本发明检测灯丝折断现在一个相位 检测器就够了，这个相位检测器释放关闭操作装置，如果负载回路阻 抗的相位下降到预先规定的数值时。

无电势地求出灯丝折断的其他成本便宜的方法是通过使用光电耦 合器得到的。将流过共振电容器的电流或者其中的一部分引导流过光 电耦合器的发光二极管(输入端)。在灯丝折断情况下这个发光二极 管熄灭。可以将这个在光电耦合器的输出端无电势进行检测和释放关 闭操作装置。

附图说明

下面借助于实施例详细叙述本发明。附图表示：

附图3当两个灯丝中的一个折断时借助于相位检测的按照本发明 关闭气体放电灯操作装置的电路图。

附图4当两个灯丝中的一个折断时借助于光电二极管的按照本发 明关闭气体放电灯操作装置的电路图。

具体实施方式

下面将电容器用字母C，电阻用R，电感用L和二极管用D各自后 面有一个数字进行表示。

在附图3上表示了交流电压发生器G3。没有表示其能源供应。例 如可以将其通过直流电压源供应。在其输出端子JI、J2上连接了由 L31，电灯Lp，C31和R31组成的负载回路。将负载回路构成为L31，电 灯Lp和R31的串联电路。为了连接电灯Lp在这个串联电路上各自只 使用两个灯丝中的一个接头。经过两个灯丝的各自的其他接头将C31 与电灯并联。将R31用于求出负载电流。在R31与电灯Lp之间的连接 点上截取一个电压和输入给交流电压发生器G3的输入端x。这个电压 是与负载电流成正比的。因此在交流电压发生器G3上提供所有的信 息，这些信息对于确定负载回路阻抗Z的相位是必要的。负载回路阻 抗Z的相位是输出端子J1，J2上的输出电压相位与负载回路电流相位 之差。将周期函数的一部分理解为与本发明有关的相位，这部分是从 这个函数过最后的零点过去的时间。如果将时间设置为一个整周期 360°时，则可以将相位用相位角用度来描述。在这个定义之后对相位 角的分析不仅限于正弦形状的过程。交流电压发生器常常输出原则上 矩形的电压。

可以将确定负载回路阻抗的相位回溯到时间测量。在交流电压发生 器G3上在输出端子J1、J2上的电压过零点的时间点是已知的，因为 这个电压是由交流电压发生器G3本身产生的。过去的时间，直到电压 过零点之后在输出端子J1、J2上在交流电压发生器G3的输入端x对 被测量电压过零点进行检测，是负载回路阻抗相位的一个尺度。被叙 述的时间间隔愈短，负载回路阻抗的相位愈小。可以用一个微监控器 监控低于这个时间间隔的预先规定的限度。微监控器可以同时用于产 生交流电压发生器G3的输出电压。在这种情况下当灯丝折断时对于关 闭操作装置只使用R3(R31？-译者注)作为部件。其余的实施均在微 监控器的编程上。将概念过零点在上面的叙述中理解为极性变化，在 其中没有考虑被分析的量或许存在的直流部分。

附图4表示了一个操作装置，这个装置可以用光电耦合器无电势检 测灯丝折断。交流电压发生器G4在其输出端子J1、J2上提供给电灯 Lp用的运行交流电压。在输出端子J1、J2之间有由L41和C43组成 的串联电路。其两个灯丝中的各自一个接头上与C43并联上电灯Lp。 在两个灯丝各个其他接头上是C44和C45组成的串联电路。由C43、 C44和C45组成的串联电路其整体的作用是作为共振电容器。与C44 并联的是由R43和光电二极管的输入二极管OC1组成的串联电路。R43 通过光电二极管OC1的作用是对电流Jx的电流限制。此外与C44并联 了齐纳二极管D42。齐纳二极管是用于对由R43和光电耦合器的输入 二极管OC1构成的串联电路上的电压的电压限制。将C44和C45构成 为电容的电压分配器，这个将在电灯Lp上的电压电平与光电耦合器的 输入二极管OC1上相应的电压电平进行匹配。通过选择电容器C43、 C44和C45的性能可以将电流进行调整，使其在电灯运行时流过灯丝。

交流电压发生器G4的电流输入是由直流电压输入DC+和DC-进 行的。在这之间是由R41和光电耦合器的输出晶体管OC2构成的串联 电路。在R41和光电耦合器的输出晶体管OC2的连接点上经过D41和 R42串联电路连接了关闭逻辑SD的输入端A。如果电灯Lp的灯丝不工 作，流过一个电流Jx，因此将光电耦合器的输出晶体管OC2设置为导 电状态。因此关闭逻辑输入端A上的电压涉及到直流电压电势DC-是 小的。如果灯丝折断，则不再流过电流Jx。因此光电耦合器的输出晶 体管OC2变成高欧姆的和在关闭逻辑A的输入端A上的电压升高。关 闭逻辑包括至少一个阈值开关和一个时间环节。一旦在关闭逻辑输入 端上的电压对于预先规定的时间位于预先规定的阈值时，将交流电压 发生器G4经过导线B关闭。

在附图3和4上的实施例各自只用在一个电灯上。然而也存在可能 性将按照本发明的关闭使用在运行多个电灯上。